提供多系统载波聚合的架构

申请号 CN201080054633.0 申请日 2010-10-20 公开(公告)号 CN102640561A 公开(公告)日 2012-08-15
申请人 诺基亚公司; 发明人 J·皮尔斯卡南;
摘要 公开了一种方法,其用于使得以不同类型空中 接口 运行的不同类型无线通信系统之间能够具有 互操作性 ,以便为用户设备提供至少下行链路无线资源聚合。所述方法包括:为分配给所述用户设备的一个或多个无线承载提供公共的上层无线层功能集合,所述一个或多个无线承载与第一无线通信系统和第二无线通信系统相关联。所述方法进一步包括:经由所述第一和第二无线通信系统,经由所述无线承载中的一个或多个,执行与所述用户设备的无线通信。
权利要求

1.一种方法,包括:
通过以下操作使得以不同类型空中接口运行的不同类型无线通信系统之间能够具有互操作性,以便为用户设备提供至少下行链路无线资源聚合:
为分配给所述用户设备的一个或多个无线承载提供公共的上层无线层功能集合,所述一个或多个无线承载与第一无线通信系统和第二无线通信系统相关联;以及经由所述第一和第二无线通信系统,经由所述无线承载中的一个或多个,执行与所述用户设备的无线通信。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,提供包括:在所述无线通信系统中的一个无线通信系统的无线链路控制协议层和媒体访问控制协议层与另一无线通信系统的媒体访问控制协议层之间的一个点处,建立所述第一无线通信系统和所述第二无线通信系统之间的连接。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,响应于所述用户设备从所述第一无线通信系统向所述第二无线通信系统的切换而进行所述连接。
4.根据权利要求2所述的方法,其中,所述连接是逻辑连接。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述逻辑连接通过互联网进行。
6.根据权利要求2所述的方法,其中,所述连接是通过由规范定义的接口进行的物理连接。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述接口是X2接口或Iur接口中的一个。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述上层无线层功能集合包括由分组数据会聚协议层和无线链路控制层执行的功能,并且其中,所述上层无线层功能集合包括报头压缩、安全、分段和自动重传请求功能中的至少一个。
9.根据权利要求2所述的方法,其中,根据调度决策,一个协议数据单元接一个协议数据单元地将协议数据单元从所述无线链路控制协议层的输出可切换地路由到所述媒体访问控制协议层中的任一个的输入。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述无线通信系统中的一个是以正交频分多址空中接口运行的长期演进系统,并且其中所述无线通信系统中的另一个是以宽带码分多址空中接口运行的通用陆地无线接入网系统。
11.根据权利要求1所述的方法,其中,执行与所述用户设备的无线通信包括:经由分别在第一射频频带和第二射频频带中的所述第一无线承载和所述第二无线承载,同时向所述用户终端发送数据。
12.根据权利要求1所述的方法,其中,执行与所述用户设备的无线通信包括:从第一基站装置发送所述第一无线承载,以及从第二基站装置发送所述第二无线承载。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述第一基站装置和所述第二基站装置位于同一位置
14.根据权利要求1所述的方法,其中,执行与所述用户设备的无线通信进一步包括:
经由第三无线承载和第四无线承载中的至少一个从所述用户设备接收上行链路传输,所述第三无线承载与所述第一无线通信系统相关联,所述第四无线承载与所述第二无线通信系统相关联;以及,使用所述公共的上层功能集合来处理所接收的一个或多个上行链路传输。
15.一种装置,包括:
处理器;以及
包括计算机程序代码的存储器,其中,所述存储器和计算机程序代码被配置为,利用所述处理器,使得所述装置至少执行:
通过为分配给用户设备的一个或多个无线承载提供公共的上层无线层功能集合来使得以不同类型空中接口运行的不同类型无线通信系统之间能够具有互操作性,以便为所述用户设备提供至少下行链路无线资源聚合,所述一个或多个无线承载与不同类型无线通信系统相关联;以及
经由所述不同类型无线通信系统,使用一个或多个无线承载,执行与所述用户设备的无线通信。
16.根据权利要求15所述的装置,其中,提供包括:在所述通信系统中的一个无线通信系统的无线链路控制协议层和媒体访问控制协议层与另一无线通信系统的媒体访问控制协议层之间的一个点处,建立所述不同类型无线通信系统之间的连接。
17.根据前述权利要求16所述的装置,其中,响应于所述用户设备从所述第一无线通信系统向所述第二无线通信系统的切换而进行所述连接。
18.根据权利要求16所述的装置,其中,所述连接是逻辑连接和通过由规范定义的接口进行的物理连接中的至少一个。
19.根据权利要求18所述的装置,其中,所述逻辑连接通过互联网进行,以及其中,所述接口是X2接口或Iur接口中的一个。
20.根据权利要求15所述的装置,其中,所述上层无线层功能集合包括由分组数据会聚协议层和无线链路控制层执行的功能,并且包括报头压缩、安全、分段和自动重传请求功能中的至少一个。
21.根据权利要求15所述的装置,其中,所述无线通信系统中的一个是以正交频分多址空中接口运行的长期演进系统,并且其中所述无线通信系统中的另一个是以宽带码分多址空中接口运行的通用陆地无线接入网系统。
22.根据权利要求15所述的装置,其中,执行与所述用户设备的无线通信包括:经由分别在第一射频频带和第二射频频带中的所述第一无线承载和所述第二无线承载,同时向所述用户终端发送数据。
23.根据权利要求15所述的装置,其中,执行与所述用户设备的无线通信包括:从第一基站装置发送所述第一无线承载,以及从第二基站装置发送所述第二无线承载。
24.根据权利要求23所述的装置,其中,所述第一基站装置和所述第二基站装置位于同一位置。
25.根据权利要求15所述的装置,其中,执行与所述用户设备的无线通信进一步包括:
经由第三无线承载和第四无线承载中的至少一个从所述用户设备接收上行链路传输,所述第三无线承载与所述第一无线通信系统相关联,所述第四无线承载与所述第二无线通信系统相关联;以及,使用所述公共的上层功能集合来处理所接收的一个或多个上行链路传输。
26.根据权利要求15所述的装置,其中,根据调度决策,一个协议数据单元接一个协议数据单元地将协议数据单元从所述无线链路控制协议层的输出可切换地路由到所述媒体访问控制协议层中的任一个的输入。
27.一种方法,包括:
通过使一个或多个所分配的无线承载具有公共的上层无线层功能集合来使得在以具有不同类型空中接口的无线通信系统运行的无线接入网之间执行发送和接收,以对于一个或多个无线承载能够执行至少下行链路无线资源聚合;以及
经由具有不同空中接口的无线通信系统,利用所述一个或多个无线承载执行与所述无线接入网的无线通信。
28.根据权利要求27所述的方法,其在多模用户设备中执行。
29.一种装置,包括:
处理器;以及
包括计算机程序代码的存储器,其中,所述存储器和计算机程序代码被配置为,利用所述处理器,使得所述装置至少执行:
通过使一个或多个所分配的无线承载具有公共的上层无线层功能集合来与以具有不同类型空中接口的无线通信系统运行的无线接入网执行发送和接收,以使得对于一个或多个无线承载能够执行至少下行链路无线资源聚合;以及经由具有不同空中接口的无线通信系统,利用所述一个或多个无线承载执行与所述无线接入网的无线通信。
30.根据权利要求29所述的装置,其被实现在多模用户设备中。

说明书全文

提供多系统载波聚合的架构

技术领域

[0001] 本发明的示例性和非限制性实施例一般涉及无线通信系统、方法、设备和计算机程序,更具体地,涉及不同无线通信系统之间的载波聚合兼容性。

背景技术

[0002] 本小节旨在提供在权利要求中详述的本发明的背景或上下文。本说明书此处可以包括可能已经研究的概念,但不一定是之前已经设想、实现或描述的概念。因此,除非本文中另外指出,否则本小节中所描述的不是本申请中的说明书和权利要求的现有技术,并且不因为包含在本小节中而被承认是现有技术。
[0003] 如下定义可以在本说明书和/或附图中找到的以下缩写:
[0004]
[0005]
[0006]
[0007] 3GPP已在版本8中指定了一种通信系统的规范,称为演进的UTRAN(E-UTRAN,也称为UTRAN-LTE或E-UTRA)。如所指定的,DL接入技术是OFDMA,UL接入技术是SC-FDMA。
[0008] 涉 及 的 一 种 规 范 为:3GPP TS 36.300,V8.10.0(2009-9),3rdGeneration Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network;Evolved Universal Terrestrial Radio Access(EUTRA)and Evolved Universal Terrestrial Access Network(EUTRAN);Overall description;Stage 2(Release 8)(第三代合作伙伴计划,技术规范组无线接入网,演进的通用陆地无线接入(E-UTRA)和演进的通用陆地无线接入网(E-UTRAN);整体描述,阶段2(版本8))。为方便起见,该系统可以称为LTE版本8(还包含3G HSPA及其改进)。通常,宽泛地作为3GPP TS-36.xyz给出的规范集(例如36.211、36.311、36.312等)可以看作描述版本8LTE系统。更新近地,已发布了这些规范中的至少一些的版本9版本,包括3GPP TS 36.300,V9.1.0(2009-9)。
[0009] 图1A再现了3GPP TS 36.300的图4.1,示出了E-UTRAN系统的整体架构。E-UTRAN系统包括eNB,所述eNB提供朝向UE的EUTRA用户平面(PDCP/RLC/MAC/PHY)和控制平面(RRC)协议终结。eNB经由X2接口彼此互连。eNB还经由S1接口连接到EPC,更具体地,其经由S 1MME接口连接到MME(移动性管理实体)以及经由S1接口连接到服务网关(SGW)。S1接口支持MME/服务网关与eNB之间的多到多关系。
[0010] eNB具有以下功能:
[0011] 无线资源管理的功能:无线承载控制、无线准入控制、连接移动性控制、在上行链路和下行链路这两者上向UE的动态资源分配(调度);
[0012] 对用户数据流进行的IP报头压缩和加密;
[0013] 在UE附接处对MME的选择;
[0014] 用户平面数据朝向服务网关的路由;
[0015] 寻呼消息(从MME发出)的调度和传输;
[0016] 广播信息(从MME或O&M发出)的调度和传输;以及
[0017] 用于提供移动性和调度的测量和测量报告配置。
[0018] 此处特别涉及3GPP LTE的针对未来的IMT-A系统的进一步版本,此处为方便起见将其简称为高级LTE(LTE-A)。
[0019] 可以参考3GPP TR 36.814,V1.3.1(2009-06),3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network;Further Advancements for E-UTRA Physical Layer Aspects (Release 9)(第三代合作伙伴计划,技术规范组无线接入网,对E-UTRA物理层方面的进一步改进(版本9))。还可以参考3GPP TR36.913,V8.0.1(2009-03),3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network;Requirements for Further Advancements for E-UTRA(LTE-Advanced)(Release 8)(第三代合作伙伴计划,技术规范组无线接入网,对E-UTRA(高级LTE)的进一步改进的要求(版本8))。LTE-A的一个目标是:通过在降低成本情况下的更高数据速率和更低延迟来提供显著增强的服务。
[0020] 如3GPP TR 36.913中所指出的,LTE-A应当按照不同大小的频谱分配来运行,包括比版本8LTE更宽的频谱分配,例如高达100MHz,以达到针对高移动性的100M比特/秒和针对低移动性的1G比特/秒的峰值数据速率。已达成一致意见,将考虑把载波聚合用于LTE-A以便支持大于20MHz的带宽。将考虑把聚合了两个或更多个分量载波(CC)的载波聚合用于LTE-A,以便支持大于20MHz的传输带宽。载波聚合可以是连续的或非连续的。
[0021] 终端可以取决于其能而同时接收一个或多个分量载波。具有超过20MHz接收能力的高级LTE终端可以同时接收多个分量载波上的传输。LTE版本8终端仅可以接收单个分量载波上的传输,其中假设分量载波的结构遵循版本8规范。
[0022] 图1B示出了载波聚合的示例,其中,M个版本8分量载波被合并到一起以形成Mx版本8带宽,例如,假设M=5,则5x20MHz=100MHz。版本8终端在一个分量载波上进行接收/发送,而高级LTE终端可以同时在多个分量载波上进行接收/发送以达到更高(更宽)带宽。
[0023] 此外,从版本8LTE终端应当可运行在LTE-A系统中以及LTE-A终端应当可运行在版本8LTE系统中的意义上讲,要求LTE-A应当向后兼容版本8LTE。
[0024] 尽管最近已引入了多载波技术,但通常所有无线系统运行于单载波。此处,将多载波理解为是TX频带的中心频率,而不是OFDM系统本身。
[0025] 在GSM、WCDMA和LTE(版本8)的第一版本中这是通常的情况,它们全都使用单载波传输。然而,随后在GERAN EDGE和WCDMA HSDPA(3GPP TS 25.308,V8.7.0(2009-09)版本8)以及HSUPA(3GPP TS 25.319V9.1.0(2009-09)版本9)操作中已引入多载波操作。HSDPA的版本8定义包含对在同一频带内的多载波操作的支持,并且在版本93GPP TS 25.308,V9.1.0中,该支持被扩展到覆盖不同频带间的多载波操作。
[0026] 图1C示出了HSPA系统的简化框图。RNC结合多个节点B(经由Iub接口连接)形成UTRAN,而包括SGSN和GGSN的CN提供与外部网络(例如互联网)的连接。UTRAN和CN经由Iu接口连接。
[0027] 在HSPA(即HSDPA和HSUPA)多载波操作中,UE和节点B以独立方式在两个并行载波上进行发送。多载波操作可以看作在去往和来自单个UE的不同载波频率上的多个并行的单载波传输。
[0028] 在LTE-A资源聚合(载波聚合)中,当前情况是,基本原理类似,而每个分量载波(单个版本8载波)独立于其它分量载波而运行。
[0029] 然而,仍应考虑不同无线技术之间载波聚合和/或多载波操作的各种方面。

发明内容

[0030] 通过使用本发明的示例性实施例,克服了前述和其它问题,并且实现了其它优点。
[0031] 在其第一方面中,本发明的示例性实施例提供一种方法,所述方法用于使得以不同类型空中接口运行的不同类型无线通信系统之间能够具有互操作性,以便为用户设备提供至少下行链路无线资源聚合。所述方法包括:为分配给所述用户设备的一个或多个无线承载提供公共的上层无线层功能集合,所述一个或多个无线承载与第一无线通信系统和第二无线通信系统相关联。所述方法进一步包括:经由所述第一和第二无线通信系统,经由所述无线承载中的一个或多个,执行与所述用户设备的无线通信。
[0032] 在其第二方面中,本发明的示例性实施例提供一种装置,所述装置包括处理器和包括计算机程序代码的存储器。所述存储器和计算机程序代码被配置为,利用所述处理器,使得所述装置至少执行:通过为分配给用户设备的一个或多个无线承载提供公共的上层无线层功能集合来使得以不同类型空中接口运行的不同类型无线通信系统之间能够具有互操作性,以便为所述用户设备提供至少下行链路无线资源聚合。所述装置进一步经由所述不同类型无线通信系统,使用一个或多个无线承载,执行与所述用户设备的无线通信。
[0033] 在其进一步的方面中,本发明的示例性实施例提供一种方法,所述方法包括:通过使一个或多个所分配的无线承载具有公共的上层无线层功能集合来使得在以具有不同类型空中接口的无线通信系统运行的无线接入网之间执行发送和接收,以对于一个或多个无线承载能够执行至少下行链路无线资源聚合;以及,经由所述具有不同空中接口的无线通信系统,利用所述一个或多个无线承载执行与所述无线接入网的无线通信。
[0034] 在其另一方面中,本发明的示例性实施例提供一种装置,所述装置包括处理器和包括计算机程序代码的存储器。所述存储器和计算机程序代码被配置为,利用所述处理器,使得所述装置至少执行:通过使一个或多个所分配的无线承载具有公共的上层无线层功能集合来与以具有不同类型空中接口的无线通信系统运行的无线接入网执行发送和接收,以使得对于一个或多个无线承载能够执行至少下行链路无线资源聚合;以及经由具有不同空中接口的无线通信系统,利用所述一个或多个无线承载执行与所述无线接入网的无线通信。

附图说明

[0035] 在附图中:
[0036] 图1A再现了3GPP TS 36.300的图4.1,并且示出了EUTRAN系统的整体架构。
[0037] 图1B示出了针对LTE-A系统提出的载波聚合的一个示例。
[0038] 图1C示出了HSPA系统的简化框图。
[0039] 图2示出了适合于在实践本发明的示例性实施例时使用的各种电子设备的简化框图。
[0040] 图3示出了频率分配的一个非限制性示例,并且可用于解释通过使用本发明的示例性实施例所克服的问题。
[0041] 图4示出了在RRC连接位于E-UTRAN eNB处的情况下用于U平面DL情况的协议栈的一个示例性实施例。
[0042] 图5示出了在RRC连接位于E-UTRAN eNB处的情况下用于C平面DL情况的协议栈的一个示例性实施例。
[0043] 图6示出了在RRC连接位于E-UTRAN eNB处的情况下用于U平面UL情况的协议栈的一个示例性实施例。
[0044] 图7示出了根据图4、图5和图6所示的实施例来发起资源聚合的信令流的实施例,其中假设使用E-UTRAN中的RRC。
[0045] 图8示出了在RRC连接位于UTRAN节点B处的情况下用于U/C平面DL情况的协议栈的另一示例性实施例。
[0046] 图9示出了在RRC连接位于UTRAN RNC处的情况下用于U/C平面UL情况的协议栈的另一示例性实施例。
[0047] 图10示出了根据图8和图9中所示的实施例来发起资源聚合的信令流的一个实施例,其中假设使用UTRAN中的RRC。
[0048] 图11A是DL架构的简化图。
[0049] 图11B是DL架构的另一视图,其示出了RLC缓存器的输出与LTE和UTRAN MAC层的输入之间的数据路由开关(逻辑开关)的位置
[0050] 图12和图13均是逻辑流图,其示出了根据本发明的示例性实施例的方法的操作和在计算机可读存储器中体现的计算机程序指令的执行结果。

具体实施方式

[0051] 诸如HSPA或LTE之类的某些无线技术的频率分配是在某个长时期内将频率或频带固定给该技术的长久和重要的决策。通常,当前已分配和正在使用的频率的重新分配并不简单,因为现有设备的使用要尽可能久(从运营商看最可能的优先选择)。使用遗留设备的现有用户群期望使遗留频率可用,以及,如果大量频率资源被从遗留系统转移到新系统(例如从GSM到HSPA或LTE,或者从HSPA到LTE或LTE-A),则许多系统运营商可能没有充足数量的可用频率来支持这些遗留用户。进一步地,新技术一般具有比业已存在的遗留技术少的初始用户,因此,将大量频率资源分配给新技术将导致频率利用率很差(至少在最初时)。
[0052] 由于当前的HSPA和LTE资源聚合或多载波方案不支持这两种宽带无线技术之间的聚合,所以提出向单个UE提供宽带宽的运营商被限于可用的无线接入技术中。
[0053] 此外,由于在UTRAN与E-UTRAN之间仅支持RAT间HO,所以不能进行动态的资源和负载共享。进一步地,当使用不同无线接入技术时,几乎不可能或完全不可能开发从频率选择性调度中获益的系统。这至少是由于快速变化的无线状况要求所选频率分量的迅速调度决策所引起的,而不能由不同的RAT间HO方案实现。
[0054] 由于HSPA用户和网络数量正迅速增长,以及商用LTE网络和终端的引入仍在早期阶段,所以可以预期,当LTE系统更广泛地部署时仍将存在大量HSPA遗留群。因此应当认识到,开发能够支持例如LTE与HSPA之间的载波聚合的基础协议架构将是有利的。
[0055] 在进一步详细描述本发明的示例性实施例之前,参考图2,其中,图2示出适于在实践本发明的示例性实施例时使用的各种电子设备和装置的简化框图。在图2中,无线网络1适于经由网络接入节点(例如LTE或LTE-A网络情况下为eNB 12)与装置(例如可以称为UE 10的移动通信设备)通过无线链路11进行通信。网络1可以包括网络控制单元(NCE)14,所述网络控制单元14可以包括图1A中所示的MME/SGW功能体,并且提供与另一网络的连接,所述另一网络例如电话网络和/或数据通信网络(例如互联网)。UE 10包括:诸如计算机或数据处理器(DP)10A之类的控制器;体现为存储器(MEM)10B的计算机可读存储器介质,其中,存储器10B存储计算机指令程序(PROG)10C;以及用于经由一个或多个天线与eNB 12进行双向无线通信的至少一个合适的射频(RF)收发器10D。eNB 12也包括:
诸如计算机或数据处理器(DP)12A之类的控制器;体现为存储器(MEM)12B的计算机可读存储器介质,其中,存储器12B存储计算机指令程序(PROG)12C;以及用于经由一个或多个天线与UE 10进行通信的至少一个合适的RF收发器12D。eNB 12经由数据/控制路径13耦合到NCE 14。路径13可以被实现为图1A中所示的S1接口。eNB 12还可以经由数据/控制路径15耦合到另一eNB,其中,路径15可以被实现为图1A中所示的X2接口。
[0056] 为了描述本发明的示例性实施例,可以假设UE 10还包括协议栈(例如至少PDCP、RLC/MAC/Phy)10E,并且eNB 12包括协议栈(例如至少PDCP、RLC/MAC/Phy)12E。
[0057] 图2中还示出第二无线网络2,如HSPA无线网络,其包括至少一个节点B 50、至少一个RNC 52(一起形成UTRAN)以及提供与另一网络的连接的CN 54,所述另一网络例如是电话网络和/或数据通信网络(例如互联网)。假设节点B 50、RNC 52和CN 54的单元(例如SGSN和GGSN)将被类似地构造为也包括数据处理器、存储计算机程序和其它数据的存储器以及用于与UE 10进行通信的必要的无线收发器等。
[0058] 为了本发明,假设UE 10是能够在不同类型无线网络中操作的多模(双模或更高模)设备。例如,可以有多个收发器10D,其中一个或多个根据LTE OFDMA进行操作,而其中一个或多个其它收发器根据HSPA WCDMA进行操作。由此假设,存储在存储器10B中的程序能够与两种或更多种不同类型无线网络进行操作,并且能够根据在任意给定时间起作用的特定类型无线网络标准来建立和运行协议栈10E。可以认为协议栈10E以及协议栈12E被实现为仅计算机程序代码,或者实现为计算机程序代码和各种硬件单元的组合,包括存储器单元、数据处理器、缓冲器、接口等。
[0059] 假设eNB 12和/或节点B 50和/或RNC 52的PROG中的至少一个包括如下程序指令,所述程序指令当被关联的DP执行时,使设备能够根据如将在下面详细讨论的本发明的示例性实施例运行。即,本发明的示例性实施例可以至少部分地通过可被数据处理器执行的计算机软件、或通过硬件、或通过软件和硬件(以及固件)的组合来实现。
[0060] 通常,UE 10的各种实施例可以包括但不限于:蜂窝电话、具有无线通信能力的个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的便携式计算机、具有无线通信能力的诸如数字相机之类的图像捕获设备、具有无线通信能力的游戏设备、具有无线通信能力的音乐存储和回放装置、允许无线互联网接入和浏览的互联网装置以及合并了所述功能的组合的便携式单元或终端。
[0061] 计算机可读MEM 10B和12B可以是任何适合本地技术环境的类型,并且可以使用任何合适的数据存储技术来实现,例如基于半导体的存储器设备、闪存、磁存储器设备和系统、光存储器设备和系统、固定存储器和可移除存储器。DP 10A和12A可以是任何适合本地技术环境的类型,并且作为非限制性示例可以包括通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)和基于多核处理器架构的处理器中的一个或多个。
[0062] 如以上指出的,资源聚合的使用在LTE和HSPA这两者中都正变得更吸引人(即,HSPA中的双/多-载波/带操作以及LTE中的多分量载波的使用)。分配给HSPA或LTE的频率在某个特定时间内被固定给该技术,并且频率的重新分配并不简单。可以参考图3,其示出了频率分配的一个非限制性示例。在该示例中,运营商拥有特定频带内的20MHz。初始分配例如是给UTRAN 2x5MHz和给E-UTRAN 10MHz。然而,由于对遗留UTRAN用户终端的不利影响,将UTRAN的全部10MHz带宽重新分配给LTE是不可行的。在此情况下,不管是LTE版本8还是HSPA DC操作,运营商可以提供给单个UE的最大带宽都是10MHz。
[0063] 在此情况下,只有使用HO和重选规则才可能进行LTE与UTRAN之间的资源和负载共享。在这两种技术之间不可能进行频率选择性调度。
[0064] 产生并且被本发明的示例性实施例解决的问题包括但不一定限于以下:
[0065] A)运营商如何能够更灵活地并且以向后兼容的方式最好地利用其频率资产?[0066] B)如何最好地避免有问题的从UTRAN到LTE的重新规划(重新分配)场景?[0067] C)如何即使在带宽重新分配不希望或不可能(非受限于无线接入技术)时为UE提供更宽带宽?
[0068] D)如何在LTE与UTRAN之间提供快速负载共享和与频率相关的调度收益?[0069] 然后考虑UTRAN与LTE之间的载波聚合,希望提供:灵活的频率利用,对于LTE/HSPA这两者的向后兼容,没有技术限制的较大可用带宽,支持LTE/HSPA这两者的BTS实现,以及,提供单芯片实现来支持这两种操作模式的可能性。
[0070] 几个目的可以包括:改进的从HSPA到LTE的迁移路径,能够提供更大带宽的3GPP技术,UL和DL这两者L1可以保持不变,以及,HSPA对LTE层2(RLC,PDCP层)和安全功能的使用。
[0071] 根据本发明的示例性实施例,根据几个基本原则克服了前述问题并实现了所述目标。这些基本原则包括至少以下:
[0072] A)特征优选地对于CN不可见(或者,如果eNB与RNC之间不存在任何接口,则仅需要非常少量的添加来支持控制平面信令)。
[0073] B)RRC连接在E-UTRAN或UTRAN(eNB或RNC)中终结。优先选择可以是在E-UTRAN中终结RRC,因为该架构将使得能够使用E-UTRAN RLC和PDCP层。PDCP上的加密将有利于改进UE 10中的UL L2处理,因为加密被基于由网络给出的已调度授权而与RLC段分离,并且与实际的上行链路数据传输分离。一个或这两个选项都可以被标准支持。
[0074] C)RRC、PDCP和RLC位于eNB 12或RNC(节点B中的I-HSPA)中,即位于与RRC连接终结的位置相同的位置处。RRC、PDCP和RLC当在eNB 12中终结时基于E-UTRAN运行,或如果在RNC 52中终结时基于UTRAN运行。安全(加密和完整性保护)被基于终结技术在同一位置终结,即,在PDCP(LTE)上或RLC(UTRAN)中终结。由于RRC在单个位置处终结,所以移动性管理、无线资源管理、连接配置、UE能力处理和为控制UE 10而定义的其它RRC功能对于这两种无线接入技术以统一方式而被处理。由于单个RLC协议层支持这两种无线接入技术(例如E-UTRAN、UTRAN),所以RLC可以支持对经由一种或这两种无线技术发送的全部数据流的重传,即使这两种无线接入技术可能具有不同的RTT(往返时间),RLC也可以向上层提供有序的递送。
[0075] D)E-UTRAN MAC在LTE L1之上运行,向/从RLC路由数据。
[0076] E)对于HSPA DL操作,MAC-ehs在WCDMA L1与RLC之间运行,并且在UL中,MAC-i/is位于WCDMA L1与RLC之间。
[0077] F)这些示例性实施例的使用进一步提供对来自这两种无线接入技术的现有协议层和功能的最大重用。应当指出,尽管有可能定义能够支持E-UTRAN和HSPA这两者所需功能的单个MAC层或无线协议架构,但所述方法将分别需要对MAC或整个协议架构进行全新设计或重新设计。这样,至少对于已安装的遗留UE 10群和网络部件将产生问题。
[0078] 特别地,在3GPP系统中,在物理层(L1)之上,MAC层可以被划分为几个实体。一个MAC实体,MAC增强的高速(MAC-ehs),已被引入并在DL中针对HSPA来进行优化。MAC-ehs实体可以替代MAC高速(MAC-hs)而被使用。在UL中,一个MAC实体——改进的MAC(MAC-i/is),已被引入,并且针对HSPA进行了优化。MAC-i/is实体可以替代MAC-e/es而被使用。MAC-ehs和/或MAC-i/is实体由更高层配置,其中,所述更高层处理在HS-DSCH和/或E-DCH上发送的数据,并且管理分配给HS-DSCH的物理资源。MAC-ehs实体允许支持灵活的RLC PDU大小以及MAC分段和重组。与用于HSDPA的MAC-hs不同,MAC-ehs允许在一个TTI(例如2ms)内对来自几个优先级队列的数据进行复用。
[0079] G)LTE和WCDMA这两者的层1独立并且同时运行。如果只支持DL载波聚合,则所使用的UL被修改为支持其它技术,这意味着对HARQ、ACK/NACK和CQI报告做出了改变。
[0080] H)在基本情况下,UTRAN节点B和eNB 12可以位于同一位置。如果这些单元位于不同物理实体中,则可以使得能够在LTE与UTRAN之间进行所谓的简单CoMP(协同多点传输)。
[0081] 图4示出了用于U平面DL情况的协议栈的一个示例性实施例,其中,RRC连接位于E-UTRAN eNB 12处(被指定为点A)。点A可以是E-UTRAN eNB 12RLC与MAC层之间的物理连接点和/或逻辑连接点。由于UTRAN MAC-ehs支持分段、重排和在单个MAC-ehsPDU中包含多个RLC PDU,所以MAC层之上的RLC层将几乎不需要修改。图4中还示出了UTRAN节点B(NB 50,见图2)。应当指出,用于E-UTRAN的L1(物理(Phy)层)被示为OFDMA,而UTRAN L1是WCDMA。因此假设UE 10是多模设备,其能够与OFDMA或WCDMA物理层一起操作。
[0082] 图5示出了用于C平面DL情况的协议栈的一个示例性实施例,其中,RRC连接位于E-UTRAN eNB 12处(被指定为点A)。结合图4进行的对MAC-ehs的讨论也适用于图5。
[0083] 图6示出了用于U平面UL情况(UL资源聚合)的协议栈的一个示例性实施例,其中,RRC连接位于E-UTRAN eNB 12处(被指定为点A)。MAC-i(节点B 50)和MAC-is(RNC52)的组合可以对E-UTRAN RLC层“隐藏”在HSUPA中支持的UL软HO(用虚线指示)。
[0084] 图7示出了根据图4、图5和图6所示实施例的、用于发起资源聚合的信令流的实施例,其中假设使用E-UTRAN中的RRC。
[0085] 消息1:UE 10向eNB 12发送(RRC层发送)检测到的UTRAN载波超过适于接收或载波聚合的某个质量阈值的测量报告(可以设想使用MAC层)。
[0086] 消息2:eNB 12做出在E-UTRAN与UTRAN之间发起载波聚合的决策,并且通过X2或Iur或兼容的接口向UTRAN RNC发送资源聚合请求。如果不存在合适的接口,则经由CN54的消息发送可以如在E-UTRAN与UTRAN之间的切换信令(例如见3GPP TS 36.300)那样。
[0087] 消息3:通过使用NBAP信令(见3GPP TS 25.433),在RNC 52与节点B 50(其中UE 10从该节点B 50检测到在消息1中所报告的UTRAN载波)之间执行带有资源聚合的HS-DSCH和E-DCH建立。
[0088] 消息4:节点B指示已执行了建立。
[0089] 消息5:通过使用X2或Iur或某种其它兼容的接口信令,RNC 52通知eNB 12:资源聚合完成,以及UTRAN RRC参数被提供。如果不存在接口,则经由CN 54的消息发送可以如在E-UTRAN与UTRAN之间的切换信令(例如,见3GPP 36.300)中那样。
[0090] 消息6:从无线承载(RB)的E-UTRAN RRC向UE 10通知关于资源聚合的重配置(其中,UTRAN RRC参数被提供给UE 10)。这之后是UE 10与UTRAN节点B 50之间的L1同步。
[0091] 消息7:UE 10(RRC)通知eNB 12:RB重配置完成。
[0092] 在执行了无线承载重配置的情况下,在eNB 12与节点B 50之间(经由RNC 52或直接在eNB 12与节点B 50之间)执行UE相关数据路由。HS-DSCH和E-DCH信令在UE 10与节点B 50之间发生,以使得能够与E-UTRAN传输接收一起执行HSPA传输操作。在该重配置过程期间,用户平面(U平面)数据传输可以通过使用E-UTRANTX/RX操作在UE 10与eNB 12之间不断进行。在完成重配置过程之后,则基于由节点B 50和eNB 12做出的调度决策经由UTRAN和E-UTRAN这两者在UE 10与网络之间传输数据。进一步地,如果节点B和eNB这两者在单个物理基站中实现(即节点B 50和eNB 12位于同一位置),则可以实现使用单个调度器来调度来自这两种无线接入技术的数据传输。
[0093] 应当指出,关于图7,如果E-UTRAN eNB 12与UTRAN RNC 52之间不存在接口,则消息2和5可以经由UTRAN CN 54来路由。用于此目的的接口可以是X2或Iur类型的(存在于UTRAN内的任意两个RNC之间的逻辑连接称为Iur接口)。
[0094] 应当进一步指出,关于图7,消息5和6可以具有用于包括任意必要的其它系统参数的容器,或者,LTE RRC可以被扩展为覆盖必要的HSPA参数,以用于配置Phy和MAC层从而使其它载波聚合可以被配置。
[0095] 还应当指出,关于图7,从/向eNB 12和UTRAN节点B 50的数据路由可以直接使用例如IP传输和利用例如UTRAN协议类型接口来执行。该方法将避免数据(例如U平面数据)不得不流过RNC52。可替换地,数据可以经由RNC 52而被路由。
[0096] 应当进一步指出,关于图7,当在LTE和HSPA这两者中独立配置时,L1/L2命令可以激活/去激活资源聚合操作。L1/L2命令可以是用于开始使用特定配置的简单命令。在该非限制性示例的情况下,网络可以首先为UE 12配置UTRAN,但指示RX/TX操作还不会开始。然后当数据速率需求增大或信道质量提高时,网络可以指示UE12开始使用之前为UTRAN建立但还未被启动的配置。该操作模式可以因此认为是代表快速关/开方案。
[0097] 通常,移动性可以由eNB 12或节点B 50的RRC处理。进一步地,在UL中,调度的授权将引入快速负载共享,而DL调度器将在DL中引入快速负载共享。
[0098] 另外应当指出,最大可用带宽将是LTE系统加上HSPA系统的(例如,对于图3中所示的示例,20MHz)。进一步应当指出,LTE和HSPA系统可以利用不同频带(例如900MHz HSPA和800MHzLTE)。
[0099] 图8示出了用于U/C平面的DL情况的协议栈的另一示例性实施例,其中,RRC连接位于UTRAN节点B 50处。在此情况下,在节点B 50的RLC MAC-ehs层与eNB 12MAC层之间进行连接(指定为点B)。点B可以是E-UTRAN eNB 12MAC层与UTRAN RLC之间的物理连接点和/或逻辑连接点。
[0100] 图9示出了用于U/C平面的UL情况的协议栈的另一示例性实施例,其中,RRC连接位于UTRAN RNC处。在此情况下,在RNC 52RLC MAC-is层与eNB 12MAC层之间进行连接(也指定为点B)。如在图6中一样,虚线指示UE 10在UTRAN节点B 50之间(经由WCDMA L1)软HO的可能性。
[0101] 图10示出了根据图8和图9中所示实施例的、用于发起资源聚合的信令流的实施例,其中假设使用UTRAN中的RRC。
[0102] 消息1:UE 10向RNC 52(经由节点B 50)发送(RRC层发送)测量报告:检测到的E-UTRAN载波超过某个质量阈值。
[0103] 消息2:RNC 52通过X2接口向E-UTRAN eNB 12发送资源聚合请求。
[0104] 消息3:通过使用X2接口,eNB 12通知RNC 52资源聚合已完成,并且E-UTRAN RRC参数被包括在容器中。
[0105] 消息4:从UTRAN RNC 52向UE 10通知关于资源聚合的RB配置(其中,E-UTRAN RRC参数被提供给UE 10)。这之后是eNB12与UE 10之间的RACH接入和时间提前量信令。
[0106] 消息5:UE 10(RRC)通知RNC 52RB配置完成。
[0107] 在已建立RB的情况下,UE相关数据路由在eNB 12与节点B 50之间执行,LTE TX/RX操作在UE 10与eNB 12之间发起,并且最后HSPA TX/RX操作再次开始。
[0108] 应当指出,关于图10,如果E-UTRAN eNB 12与UTRAN RNC 52之间不存在接口,则消息2和3可以经由CN 54路由。用于此目的的接口可以是X2或Iur类型的。
[0109] 还应当指出,从/向eNB 12和UTRAN RNC 52的数据路由可以直接经由IP传输来完成,其中利用例如UTRAN帧协议或E-UTRANX2接口。
[0110] 还应当指出,图8、图9和图10中所示的特定架构可以不提供从UTRAN L2向LTE层的迁移路径。
[0111] 通常,图4、图5、图6和图7中所示的实施例可以认为优选于图8、图9和图10中所示的实施例。
[0112] 在最简单的方法中,对于DL和UL这两者都执行载波聚合,从而Phy(L1)和MAC层可以独立地运行。这可以意味着出现:不同的TX/RX频率、单独的HARQ反馈和CQI报告、来自UE 10的单独的调度请求(尽管可以共享一个或多个RLC缓冲器),以及由节点B 50和eNB 12进行的单独的调度决策。
[0113] 然而,如果在LTE与UTRAN之间仅执行DL载波聚合,则可能希望引入公共控制信道来通过使用单个载波指示在两个载波中的DL数据传输。
[0114] 应当认识到,本发明示例性实施例的使用提供许多技术优势和技术效果。例如,提供了一种用于E-UTRAN与UTRAN之间载波聚合的协议和系统架构,所述载波聚合对于核心网(S1/Iu接口)、安全或无线接入承载不可见。进一步作为示例,结合用于支持E-UTRAN与UTRAN之间的频率相关调度的能力,使得有可能提高在UTRAN与E-UTRAN之间的移动速度。进一步地,所公开的示例性实施例完全向后兼容,其允许UTRAN版本99设备和LTE版本8设备在E-UTRAN和UTRAN上运行,同时支持载波聚合。应当指出,考虑到此,不需要为了与本发明示例性实施例一起运行而对遗留UE10做出任何改变。
[0115] 基于前述内容应当显而易见,本发明的示例性实施例提供方法、装置和计算机程序,用于在以不同类型空中接口运行的不同类型无线通信系统(例如OFDMA和WCDMA)之间提供互操作性,以使得至少能够为用户设备支持下行链路无线资源聚合。
[0116] 示例性实施例使得能够向两种不同类型无线网络提供以一种新颖方式执行RAT间HO的能力。
[0117] 本发明示例性实施例的一方面是提供:当以载波聚合形式运行时,高层(上层)通信功能集合(例如安全(例如加密和可能的完整性检查)、移动性、RRM功能和RLC重传功能(例如ARQ操作)中的一些或全部)驻留于具有不同无线接入技术的多个无线通信网络中的一个中的单个位置处。应当指出,在RRC位于LTE中的情况下,PDCP层为控制信令提供完整性检查,而如果RRC位于UTRAN中,则完整性检查是RRC功能的一部分。
[0118] 为达到该目的,可以在通信系统中的一个通信系统的无线链路控制协议层和媒体访问控制协议层与另一无线通信系统的媒体访问控制协议层之间的一个点处建立第一无线通信系统与第二无线通信系统之间的连接。
[0119] 参考图11A,其示出了两个无线承载(在该非限制性示例中是RB1、RB2)情况下的DL架构的简化框图。应当指出,上层功能PDCP提供至少ROHC和安全(例如加密),而RLC提供分组分段、ARQ等。在该示例中假设UEn由两个RB(LTE系统和HSDPA系统中的RB1)分别经由LTE MAC层和MAC-ehs层提供服务。第二无线承载RB2在LTE系统中仅经由LTE MAC层提供服务。应当指出,考虑到此,取决于配置,单个无线承载可以由两种无线接入技术或由一种无线接入技术来提供服务。由此,尽管本发明示例性实施例包含一个RB使用LTE而另一个使用HSPA提供服务的情况,但在进一步的可能更吸引人的配置中,一个RB使用两种无线接入技术提供服务,而另一RB由另一无线接入技术提供服务。
[0120] 根据本发明的一个示例性方面,MAC-ehs的输入在LTE RLC层的输出(对于该DL情况)处连接到LTE系统,并且关联于HSDPARB的上层功能集合由LTE RLC和PDCP层处理。这样,根据本发明的示例性实施例,LTE和HSPA系统的载波聚合被提供给多模UEn。
[0121] 图11B是DL架构的另一图示,其示出了RLC缓冲器输出与LTE和UTRAN MAC层输入之间的数据路由开关(逻辑开关)的位置。
[0122] 来自单个无线承载的数据可以被配置为,在任意特定时刻,作为RB1经由两种无线接入技术或作为RB2仅从一种或另一种无线接入技术被发送。MAC-ehs和LTE MAC,当被配置时,基于由位于BTS中的分组调度器做出的下行链路调度决策从RLC层(从RLC缓冲器)请求数据。这样,RLC通过提供用于传输的RLC PDU向两个MAC层进行馈送。在上行链路方向上,MAC-i/is用于HSPA中的E-DCH传输,以及LTE MAC用于PUSCH传输。这两个MAC层都位于UE 10中,并且基于从BTS接收的上线链路调度授权决策从RLC层请求数据。这些上线链路调度授权决策定义UE 10在该特定时刻在给定无线接入技术上可以发送的最大数据量。另外,如果RLCPDU需要RLC重传,则单个RLC层被用于这两种无线接入技术。
PDU可以经由除其最初被发送所基于的接入技术外的另一接入技术而被发送。例如,假设来自RB2的RLC PDU最初经由HSDPA发送,但未被成功接收,因此需要RLC重传。在此情况下,如果调度决策已提供使用LTE无线接口技术来重传丢失的PDU的第一种可能性,则可以通过使用LTE无线接口技术来重传该PDU。
[0123] 根据本发明示例性实施例的一方面,单个无线承载可以同时经由两种无线接入技术传输,并且RLC协议层可以基于两个MAC层传输数据的能力向这两个MAC层进行馈送。例如,可以一个RLCPUD接一个RLC PUD地做出数据路由决策(再次见图11B),其中,LTE系统传输全部PDU的60%,WCDMA系统传输全部PDU的40%。然而,在任意特定时刻,特定PDU被路由给哪种无线接入技术(即图11B中所示的逻辑数据路由开关的位置)取决于当前的调度决策。
[0124] 图12是逻辑流图,其示出了根据本发明示例性实施例的方法的操作和计算机程序指令的执行结果。根据这些示例性实施例,一种方法在框12A处执行:通过为分配给用户设备的一个或多个无线承载提供公共的上层无线层功能集合来使得以不同类型空中接口运行的不同类型无线通信系统之间能够具有互操作性,以便为该用户设备提供至少下行链路无线资源聚合,所述一个或多个无线承载与第一和第二无线通信系统相关联,其中在任意特定时间所述一个或多个无线承载与其中一个无线通信系统相关联。在框12B处的步骤为:对于那些与两种无线接入技术都相关联的无线承载,基于可用传输能力(调度决策),一个RLC PDU接一个RLC PDU来确定将RLC PDU发送给哪个无线接入技术。在框12C处的步骤为:经由第一无线承载和第二无线承载中的至少一个,执行与该用户设备的无线通信。
[0125] 图13是逻辑流图,其示出了进一步根据本发明示例性实施例的方法的操作和计算机程序指令的执行结果。根据这些示例性实施例,一种方法在框13A处执行:通过使一个或多个所分配的无线承载具有公共的上层无线层功能集合来在以具有不同类型空中接口的无线通信系统运行的无线接入网之间执行发送和接收,以使得对于一个或多个无线承载能够执行至少下行链路无线资源聚合。在框13B处的步骤为:经由具有不同空中接口的无线通信系统,利用该一个或多个无线承载执行与无线接入网的无线通信。
[0126] 图12和图13中所示的各种框可以被看作方法步骤、和/或计算机程序代码运行产生的操作、和/或被构建为实现相关联的功能的多个耦合的逻辑电路单元。
[0127] 通常,各种示例性实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任意组合来实现。例如,某些方面可以以硬件来实现,而其它方面可以以可被控制器、微处理器或其它计算设备执行的固件或软件来实现,但是本发明不限于此。尽管本发明示例性实施例的各种方面可以作为框图、流程图或使用某种其它图示来示出和描述,但是应当理解,作为非限制性示例,此处描述的这些框、装置、系统、技术或方法可以以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其它计算设备、或其某种组合来实现。
[0128] 因此应当认识到,本发明示例性实施例的至少某些方面可以以例如集成电路芯片和模的各种部件来实现,以及,本发明的示例性实施例可以以体现为集成电路的装置来实现。集成电路或电路可以包括用于体现可配置为根据本发明示例性实施例运行的一个或多个数据处理器、一个或多个数字信号处理器、基带电路和射频电路中的至少一个或多个的电路(以及可能的固件)。
[0129] 鉴于前述描述,当结合附图阅读时,对本发明前述示例性实施例的各种修改和调整对于相关领域技术人员可以变得显而易见。然而,任意和全部修改将仍落入本发明的非限制性和示例性实施例的范围内。
[0130] 例如,尽管上面已在E-UTRAN(UTRAN-LTE)系统和UTRAN(HSPA)系统的上下文中来描述示例性实施例,但应当认识到,本发明的示例性实施例不限于仅与这两种特定类型的无线通信系统一起使用,并且其可以被用于在其它无线通信系统(LTE-A和GSM)中获益。
[0131] 应当指出,术语“连接”、“耦合”或其任意变型是指两个或更多个单元之间直接或间接的任意连接或耦合,并且可以包含在“连接”或“耦合”在一起的两个单元之间存在一个或多个中间单元的情况。单元之间的耦合或连接可以是物理的、逻辑的或其组合。当用在此处时,作为若干非限制性和非排他性示例,两个单元可以被认为这样被“连接”或“耦合”在一起:通过使用一个或多个电线、电缆和/或印刷电连接,以及通过使用电磁能,例如波长在射频范围、微波范围和光(可见和不可见两者)范围的电磁能。
[0132] 进一步地,分配给不同协议层(例如RLC、MAC)和网络单元(例如节点B、eNB、RLC)的各种名称不旨在在任意方面是限制性的,因为这各种协议层和网络单元可以用任意合适的名称来标识。
[0133] 此外,本发明各种非限制性和示例性实施例的特征中的某些可以在没有其它特征的对应使用的情况下用来获益。这样,前述描述应当被认为仅示出了本发明的原理、教导和示例性实施例,但不限于此。
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